Fisiologia - apparato respiratorio, digerente

COMPLIANCE

Il grado di espansione del polmone dipende dal valore della pressione transpolmonare (Palv-Pip). Maggior pressione transpolmonare maggiore espansione della cassa toracica. Il flusso d'aria che entra ed esce dai polmoni è invece proporzionale alla Palv. Più negativa o positiva è la Palv, maggiore è il flusso d'aria che entra o esce dal polmone.

COMPLIANCE POLMONARE = la facilità di distensione della struttura polmonare. RAPPORTO TRA LA VARIAZIONE DI VOLUME POLMONARE E LA VARIAZIONE DI PRESSIONE TRANSPOLMONARE QUINDI DIFFERENZA TRA PRESSIONE ALVEOLARE E PRESSIONE INTRAPLEURICA. COMPLIANCE = il rapporto mi dice che ho una bassa variazione di pressione, il polmone si distende facilmente per piccole variazioni di pressione e richiede poco lavoro muscolare. ∆( Palv-Pip) COMPLIANCE = serve maggior pressione ed uno sforzo muscolare più intenso per distendere il polmone. Su questa grandezza influisce l'elasticità.

del tessuto polmonare quindi lo strato strutturale e la tensione superficiale del liquido all'interno dell'alveolo. SURFACTANTE Sostanza tensioattiva lipoproteica con priorità lipidica che si interpone nell'interfaccia tra aria e liquido e va a interagire con le molecole d'acqua. Va a ridurre la forza di coesione tra l'epitelio e il liquido, diminuendo la tensione superficiale. La compliance totale aumenta, quindi saranno sufficienti piccole pressioni transpolmonari per spostare normali volumi di gas. VALUTARE LA FUNZIONALITÀ RESPIRATORIA Per valutare la funzionalità respiratoria si utilizza lo spirometro, che misura il volume d'aria inspirato e espirato quando il soggetto effettua un atto respiratorio. Si ottiene uno spirogramma che mostra l'efficacia dell'atto respiratorio in funzione del tempo. Si possono ricavare tre volumi: - Volume corrente (VC): rappresenta il volume di aria inspirato ed espirato in un normale atto respiratorio.

inspirato e espirato in unaØ → ventilazione normale

Volume di riserva espiratoria (VRE) → volume che si può espirare dopoØ → un’espirazione normale

Volume di riserva inspiratoria (VRI) → volume che si può inspirare dopo unaØ → inspirazione normale

Questi tre volumi ci fanno calcolare la CAPACITÀ VITALE, che rappresenta quanta aria può essere scambiata nel caso inØ → cui si effettuano inspirazioni e espirazioni estreme, ed è dato dalla somma dei tre volumi precedenti

La CAPACITÀ INSPIRATORIA è data dall’area totale che può essere inspirata alØ → termine di una espirazione tranquilla, ed è uguale a VC+VRI

In condizione di equilibrio, la quantità di ossigeno scambiata a livello alveolare deve essere uguale alla quantità di ossigeno consumata dalle cellule. Questo deve valere anche per l’anidride carbonica

In condizioni normali, circa 250 ml di ossigeno sono consumati ogni minuto, e circa 200 ml di anidride carbonica sono prodotti

consumata al minuto.

ØQUOZIENTE RESPIRATORIO rapporto tra anidride carbonica prodotta eIlossigeno consumato = quante molecole di anidride carbonica vengono prodotteper ogni molecola di ossigeno consumata prodotte (0,8)

due leggi fondamentali per gli scambi di gas, e quindi che riguardano pressionegassosa

LEGGE DI BOYLE e GAY-LUSSAC LEGGE DI HENRY

La pressione di un gas è direttamente Quando un gas entra a contattoproporzionale alla temperatura del con una soluzione acuosa esistegas e alla concentrazione (n/V) di una differenza di pressione tra laquesto.

pressione del fgas e la pressionedel liquido le molecole di gasnRTP= iniziano a diffondere tra le due fasi

Ventilazione polmonare totale per valutare la funzionalitàrespiratoria

Si ottiene moltiplicando la quantità d’aria inspirata ad ogni atto per la frequenzarespiratoria

In condizioni di equilibrio medialmente la quantità d’aria inspirata ad ogni atto èconsiderata 500 ml

respiri al minuto 6 L al minuto

In condizioni di equilibrio medialmente la quantità di aria espirata ad ogni atto è considerata 350 ml 12 respiri al minuto 4,2 L al minuto

PARTEDELL'ARIA INSPIRATA NON RAGGIUNGE, MAI LA ZONA RESPIRATORIA, ASERVE A RIEMPIRE LE VIA AEREE DI CONDUZIONE (NASO, FARINGE, LARINGE, TRACHEA, BRONCHI E BRONCHIOLI) DOVE NON AVVIENE ALCUNO SCAMBIO RESPIRATORIO. VOLUME CHIAMATO SPAZIO MORTO ANATOMICO IN QUANTO NON CONTRIBUISCE ALLA RESPIRAZIONE OCCUPA UN VOLUME DI 150 mL.

Ossigeno e anidride carbonica hanno diversa solubilità in H20 per la loro diversa natura polare. CO ha coefficiente di solubilità di 0,57 ml CO /ml H2O2. O2 ha coefficiente di solubilità di 0,024 ml O2/ml H2O2. Questo vuol dire che piccole differenze di pressione di CO tra la fase gassosa e la fase liquida (alveolo-capillare polmonare) o tra due compartimenti liquidi (capillare sistemico-tessuto), sono sufficienti a muovere grandi

quantità di gas P e P sono ben controllate a livello alveolare. O2 e CO2 sono i principali gas coinvolti. Le variazioni di ventilazione alveolare rispetto alla pressione avvengono quando viene alterato l'equilibrio tra ventilazione e metabolismo (consumo di O2 e produzione di CO2). Nel caso di ipoventilazione, il rapporto tra la produzione di CO2 e la ventilazione aumenta. Nel caso di iperventilazione, il rapporto tra la produzione di CO2 e la ventilazione diminuisce. Affinché la respirazione sia efficiente e completa, non è sufficiente avere una alta PO2 alveolare e una alta velocità di diffusione. È necessario che il sangue circoli liberamente nei capillari, cioè che ci sia una perfusione ottimale negli alveoli. Il rapporto normale tra ventilazione e perfusione è importante per garantire un'efficienza ottimale della respirazione. Questo rapporto può variare a seconda della zona in cui ci si trova, poiché ci sono differenze di flusso sanguigno e ventilazione in diverse zone dell'organismo. La perfusione e la ventilazione devono essere bilanciate per garantire un'adeguata ossigenazione dei tessuti.

La ventilazione va a diminuire andando verso l'apice.

TRASPORTO

L'ossigeno e l'anidride carbonica devono percorrere degli spazzi piuttosto brevi, la capacità diffusiva del tessuto è regolata dalla velocità di diffusione del gas proporzionale alla differenza di pressione tra interno ed esterno.

L'anidride carbonica viaggerà nel verso opposto, la diffusione è condizionata anche dalla zona di scambio che più è ampia, più la diffusione è efficiente.

L'area di scambio è molto grande (70m²) ma si può ridurre nel tempo a causa di fumo, bronchiti, inalazione di sostanze tossiche o per traumi o patologie.

RIDOTTA AREA DI SCAMBIO RIDUZIONE DELLA VELOCITÀ DI DIFFUSIONE → DIFFICOLTÀ RESPIRATORIE

Se io mi trovo in una situazione in cui ho una pressione di ossigeno che mediamente è 100mm/Hg ho 3ml di ossigeno sciolto in ogni litro di sangue → contale pressione e gittata cardiaca media di 5.

L/min forniscono all'organismo al massimo 15ml/min di ossigeno–> ma a riposo il nostro organismo necessita di 250ml/min di ossigeno–>l'ossigeno ha bisogno di un trasporto più efficiente della semplice diffusione

L'emoglobina è formata da 4 catene polipeptidiche 2 α e 2 β, ciascuna delle quali contiene un gruppo eme–> è un anello porfirinico con al centro un atomo di ferro allo stato ferroso che può formare sei legami di coordinazione. Una molecola di emoglobina lega 4 molecole di O2

L'occupazione dell'emoglobina avviene a pressione dell'ossigeno elevata (100mmHg). L'occupazione del primo sito da una molecola di O2 causa un cambiamento di conformazione degli altri 3 siti liberi, facilitando così l'occupazione del secondo e del terzo–>effetto cooperativo positivo. La curva di dissociazione dell'emoglobina è una sigmoide (a forma a S): la %

di Lasiti occupato dall'ossigeno aumenta all'aumentare della pressione dell'ossigeno.

La quantità massima di O2 legato all'emoglobina è di circa 200ml/L di sangue.

La rappresenta una riserva energetica di ossigeno del nostro organismo: il sangue arterioso cede ai tessuti solo il 25% dell'O2 totale, il 75% restante è disponibile in caso la richiesta dovesse aumentare.

50ml/L di ossigeno ceduti ai tessuti, moltiplicati per la gittata cardiaca (5L/min) danno la quantità di ossigeno al minuto richiesta dall'organismo per mantenere le funzioni basali a riposo= 250mL/min

Ridotta affinità curva spostata verso destra

Aumentata affinità curva spostata verso sinistra

L'affinità dell'emoglobina per il suo substrato può essere modificata da fattori endogeni o esogeni. Tra i fattori endogeni più importanti ci sono: pH plasmatico = l'abbassamento del pH da 7,4 a 7,2 causa uno

Spostamento della curva di dissociazione verso destra - effetto Bohr permette all'emoglobina di compensare l'aumento di acidità tissutale, rilasciando più ossigeno.

Temperatura corporea = quando aumenta la temperatura, aumenta anche la richiesta di ossigeno per compensare l'aumentato metabolismo cellulare.

Livelli di 2,3-difosfoglicerato = condizioni prolungate di ipossia stimolando la produzione di 2,3-difosfoglicerato per compensare la ridotta quantità di ossigeno plasmatico.

La capacità di trasporto dell'ossigeno può essere gravemente compromessa se:

1. Se l'atomo di ferro viene ossidato allo stato ferrico, si ha metaemoglobina che non è in grado di legare l'ossigeno.
2. Si può avere un numero ridotto di eritrociti funzionanti oppure l'emoglobina può risultare alterata strutturalmente per un difetto genetico (anemia falciforme).

Diverso è l'effetto del monossido di carbonio (CO):

1. Il monossido di carbonio si lega all'emoglobina con una maggiore affinità rispetto all'ossigeno, formando carbossiemoglobina e riducendo la capacità di trasporto dell'ossigeno.

È un gas molto tossico a causa della sua elevata affinità con l’emoglobina (300 volte più affine al gruppo eme rispetto all’ossigeno) una volta legato si dissociadifficilmente.

Sono sufficienti basse concentrazioni di CO per saturare l’emoglobina e impedire il legame con l’ossigeno.

La CO2 è uno dei principali prodotti terminali del metabolismo cellulare e viene prodotto in grande quantità e poi eliminata.